WO2021246197A1 - 光発電装置および塗装方法 - Google Patents

光発電装置および塗装方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021246197A1
WO2021246197A1 PCT/JP2021/019311 JP2021019311W WO2021246197A1 WO 2021246197 A1 WO2021246197 A1 WO 2021246197A1 JP 2021019311 W JP2021019311 W JP 2021019311W WO 2021246197 A1 WO2021246197 A1 WO 2021246197A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
photoelectric conversion
color
particles
film
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/019311
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
黒水泰守
Original Assignee
株式会社クボタ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社クボタ filed Critical 株式会社クボタ
Priority to JP2021532973A priority Critical patent/JPWO2021246197A1/ja
Publication of WO2021246197A1 publication Critical patent/WO2021246197A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic power generation device including a photoelectric conversion layer and a color-developing layer, and a coating method for forming the photovoltaic layer as a coating film.
  • a photoelectric conversion element made of a silicon semiconductor is generally used as a central member, and a protective material such as a cover glass for protecting the photoelectric conversion element is generally provided. Is.
  • the weight of a general solar cell panel as described above is large, and typically weighs about 20 kg per panel. Due to this weight, there are problems that the workability at the time of installation is poor and that the weight load on the building is large when it is installed on the roof of the building.
  • the color of the solar cell panel is typically dark blue or brown, which reflects the color of the photoelectric conversion element, but this requires the use of a protective material that allows light to reach the photoelectric conversion element. This is because it is difficult to conceal the color of the photoelectric conversion element by adding an arbitrary color or pattern to the protective material. Due to these problems, the installation location of the solar cell panel may be limited.
  • Patent Document 1 discloses a protective sheet for a solar cell module to which a design is attached. According to the technique of Patent Document 1, a design can be applied to the solar cell module. Further, since the part where the pattern is printed is set on the inner surface of the adhesion layer, the weather resistance is successfully imparted, and the pattern can be maintained for a long period of time. Further, according to International Publication No. 2019/116858 (Patent Document 2), for a photovoltaic power generation module having an average visible light reflectance of 10 to 100% and an average near-infrared light transmittance of 20 to 100%. The cover glass is disclosed. That is, the appearance color and the power generation can be compatible with each other by reflecting the visible light that contributes to the appearance color and transmitting the near infrared light that contributes to the photovoltaic power generation.
  • the photovoltaic power generation device includes a photoelectric conversion layer having a photoelectric conversion film and a coloring layer that at least partially covers the photoelectric conversion layer, and the coloring layer exhibits a structural color.
  • colors and patterns can be imparted to the photopower generation device by the color-developing layer exhibiting the structural color, so that fading does not occur in principle as long as the fine structure contributing to the structural color is maintained.
  • the first coating method according to the present invention includes a coating film forming step of forming a coating film including a color-developing layer exhibiting a structural color and a photoelectric conversion layer having a photoelectric conversion film on a transfer film, and the transfer. It is characterized by including a transfer step of transferring the coating film from the film to the surface to be coated.
  • colors and patterns can be imparted to the photopower generation device by the color-developing layer exhibiting the structural color, so that fading does not occur in principle as long as the fine structure contributing to the structural color is maintained. Further, since the photovoltaic power generation device can be formed as a coating film, it is possible to provide a photovoltaic power generation device that is much lighter than a conventional panel-shaped solar cell.
  • the second coating method according to the present invention includes a coating film forming step of forming a coating film having a photoelectric conversion film having a photoelectric conversion film and a superimposing layer superimposed on the photoelectric conversion film on a transfer film. It is characterized by including a transfer step of transferring the coating film from the transfer film to a surface to be coated.
  • a multilayer structure including a photoelectric conversion film can be formed by a relatively easy method.
  • the color-developing layer has at least a partially multilayer structure including at least two layers having different refractive indexes.
  • a coloring layer exhibiting structural coloring can be mounted with a simple structure.
  • the multilayer structure exists as particles including at least two layers having different refractive indexes from each other.
  • the color development layer can be formed by a simple method such as painting a paint containing the particles.
  • the multilayer structure is formed around the core particles having the first refractive index, and each layer of the multilayer structure is the first. It is preferable that the layer containing the first small particles having a refractive index and the layer containing the second small particles having a second refractive index are alternately formed.
  • the outermost layer of the particles has irregularities, light scattering is likely to occur on the surface of the particles. This can reduce the viewing angle dependence of the color-developing layer. Further, since a part of the light scattered on the surface of the particles can reach the photoelectric conversion layer, the photoelectric conversion efficiency can be increased.
  • the particles include core particles having a first refractive index and multilayer particles arranged around the core particles, and the multilayer particles include, in the multilayer particles. It is preferable that the layers having the first refractive index and the layers having the second refractive index are alternately formed.
  • an air layer is formed in the central portion of the particles.
  • the photovoltaic power generation device preferably has large particles containing a plurality of the above particles.
  • the color-developing layer covers the entire photoelectric conversion layer.
  • the photoelectric conversion layer can be completely concealed by the color-developing layer, so that it is easy to add an arbitrary color.
  • the total light transmittance of the color-developing layer is less than 70%.
  • the color of the coloring layer is easily visible, so that the color effect is likely to be enhanced.
  • an insulating layer is interposed between the photoelectric conversion layer and the color-developing layer.
  • the photoelectric conversion layer can be suitably protected.
  • the insulating layer is transparent or translucent.
  • the photovoltaic power generation device preferably has a light diffusing material in the insulating layer.
  • the state in which each wavelength is separated at a fixed angle can be reassembled through the color-developing layer, and the scattered light can be applied to the photoelectric conversion film, so that the angle dependence of the photoelectric conversion film is ignored. And the amount of power generation tends to increase.
  • the insulating layer covers the outer edge portion of the photoelectric conversion layer.
  • the photoelectric conversion layer can be suitably protected.
  • the photovoltaic power generation device preferably further includes a clear layer that at least partially covers the color-developing layer.
  • the color-developing layer and the photoelectric conversion layer can be suitably protected.
  • the clear layer has a water contact angle of 90 ° or more, a water sliding angle of 10 ° or less, a predetermined probe liquid contact angle of 90 ° or more, and It is preferable that the probe liquid has a sliding angle of 10 ° or less and satisfies at least one of them.
  • the clear layer has a self-repairing function.
  • the scratches that prevent light from reaching the color development layer and the photoelectric conversion layer are repaired by one person, so that it is easy to maintain the color effect and the amount of power generation.
  • the photoelectric conversion film may include at least one selected from the group consisting of an organic thin film photoelectric conversion film, a perovskite photoelectric conversion film, and a thin film silicon photoelectric conversion film. preferable.
  • the photovoltaic power generation device 1 is a film-like device including a plurality of layers. As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation device 1 in the used state is installed in a manner like a coating film for painting the wall surface panel W.
  • the side far from the wall panel W is "upper” with respect to the positional relationship of each layer constituting the photovoltaic power generation device 1 with reference to the usage state shown in FIG. "Or” upper layer ", and the side closer to the wall panel W is called” lower “or” lower layer ".
  • the photovoltaic power generation device 1 includes a clear layer 2, a coloring layer 3, an insulating layer 4, a photoelectric conversion layer 5, and an undercoat layer 6 in this order from the upper layer.
  • the photovoltaic power generation device 1 When the photovoltaic power generation device 1 is irradiated with light such as sunlight, it has a color-developing function (according to the color-developing layer 3) that reflects a part of the irradiated light to exhibit a specific color, and performs photoelectric conversion to generate power. Simultaneously with the power generation function (due to the photoelectric conversion layer 5) that produces the above.
  • the color-developing layer 3 and the photoelectric conversion layer 5, which are responsible for the main functions of the photovoltaic power generation device 1 will be described, and then other additional layers will be described.
  • the color-developing layer 3 is a layer responsible for the color-developing function.
  • the color-developing layer 3 is provided so as to cover the entire photoelectric conversion layer 5 (as well as the insulating layer 4 and the undercoat layer 6).
  • the color-developing layer 3 in the present embodiment is a layer having a thickness of 3 ⁇ m or more in which the structural color particles 30 are dispersed in the vehicle.
  • known vehicles such as oils and fats, natural resins, and synthetic resins (for example, urethane-based resins, fluororesins, and silicon-based resins) can be used.
  • the structural color particles 30 are spherical particles in which two types of layers having different refractive indexes (low refractive index layer 31 and high refractive index layer 32) are alternately laminated.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view showing the schematic structure of the structural color particles 30.
  • the low refractive index layer 31 is made of silica (SiO 2 , refractive index of about 1.44 to 1.50)
  • the high refractive index layer 32 is made of titanium oxide (TiO 2 , refractive index of about 2.52). Become.
  • the thickness of both the low refractive index layer 31 and the high refractive index layer 32 is about 75 nm or less.
  • the structural color particles 30 When the structural color particles 30 are exposed to light, light is reflected at the interface between the low refractive index layer 31 and the high refractive index layer 32. At this time, due to the interference action of the alternating laminated structure of the low refractive index layer 31 and the high refractive index layer 32, the component of a specific wavelength determined by the refractive index and the thickness of the low refractive index layer 31 and the high refractive index layer 32. The refractive index is selectively increased. As a result, the color-developing layer 3 including the structural color particles 30 exhibits a color corresponding to the specific wavelength. In the present embodiment, components having a wavelength of around 400 to 475 nm are selectively reflected to exhibit a blue color. Colors expressed on this principle are called structural colors.
  • the refractive index and the thickness of the low refractive index layer 31 and the high refractive index layer 32 can be appropriately selected in consideration of the color of the structural color to be developed. That is, the refractive indexes (materials) of the low refractive index layer 31 and the high refractive index layer 32 are selected so that the desired color to be imparted to the place where the photopower generation device 1 is installed (wall panel W in this embodiment) can be obtained. At the same time, the thickness may be controlled. Materials that can be used for the low refractive index layer 31 and the high refractive index layer 32 include silica (SiO 2 , refractive index 1.44 to 1.50), magnesium fluoride (MgF 2 , refractive index 1.38), and oxidation.
  • Aluminum (Al 2 O 3 , Refractive index 1.60), Zirconia (ZrO 2 , Refractive index 2.13), Titanium oxide (TIO 2 , Refractive index 2.52), Tantal dioxide (TaO 2 , Refractive index 1.97) ) Etc. are exemplified.
  • these materials may contain additives and may contain impurities.
  • ALD atomic layer deposition
  • the structural color particles 30A (FIG. 3) of the first embodiment has a structure in which high refractive index layers 32 and low refractive index layers 31 are alternately formed around the core particles 33.
  • the core particles 33 are formed of silica (refractive index 1.44 to 1.50 (example of the first refractive index)) like the low refractive index layer 31, and the particle size thereof is about 200 nm.
  • the low refractive index layer 31 is formed as a layer containing the first small particles 31a made of silica.
  • the high refractive index layer 32 is formed as a layer containing the second small particles 32a made of titanium oxide (refractive index of about 2.52 (example of the second refractive index)).
  • the particle diameters of the first small particles 31a and the second small particles 32a are both about 70 nm.
  • the particle size of the structural color particles 30A is, for example, about 0.5 to 3 ⁇ m.
  • the core particles 33, the first small particles 31a, and the second small particles 32a are manufactured separately.
  • Each of the core particles 33, the first small particles 31a, and the second small particles 32a are particles made of a single material and can be produced by a known method.
  • the second small particles 32a are attached to the core particles 33 to form the high refractive index layer 32, and then the first small particles 31a are attached to form the low refractive index layer 31.
  • the second small particles 32a and the first small particles 31a are sequentially laminated, and the production of the structural color particles 30A is terminated when the particle size of the structural color particles 30A reaches a desired particle size.
  • the outermost layer of the structural color particles 30A according to the first embodiment has irregularities, light scattering is likely to occur on the surface of the structural color particles 30A. As a result, the viewing angle dependence of the color-developing layer 3 formed by using the structural color particles 30A can be reduced. Further, since a part of the light scattered on the surface of the structural color particles 30A can reach the photoelectric conversion layer 5, the photoelectric conversion efficiency can be increased.
  • a plurality of multilayer particles 34 are arranged around the core particles 33.
  • the low refractive index layer 31 and the high refractive index layer 32 are alternately formed.
  • the multilayer particles 34 can be produced, for example, by a method in which a multilayer structure formed by alternately depositing silica and titanium oxide on a substrate is peeled off from the substrate and then pulverized.
  • the particle size of the multilayer particles 34 is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 to 3 ⁇ m.
  • the method for producing the core particles 33 is the same as that in the first embodiment, and as a method for arranging the multilayer particles 34 around the core particles 33, a known method such as adsorption can be used.
  • the outermost layer of the structural color particles 30B according to the second embodiment has irregular irregularities, partial specular reflection may occur in the outermost layer. As a result, an appearance similar to metallic luster can be imparted to the coloring layer 3, and a unique design effect can be obtained.
  • the structural color particles 30C (FIG. 5) of the third embodiment has a structure in which a low refractive index layer 31 made of silica is formed on the surface of hollow particles 35 made of titanium oxide.
  • An air layer 36 is formed inside the hollow particles 35, and the substance portion (made of titanium oxide) of the hollow particles 35 functions as a high refractive index layer 32.
  • the particle diameter of the hollow particles 35 is about 0.5 to 3 ⁇ m, and the diameter of the air layer 36 formed inside is about 10 nm.
  • the thickness of the low refractive index layer 31 is about 40 to 70 nm.
  • the hollow particles 35 can be produced by a known method. Further, the low refractive index layer 31 can be formed on the hollow particles 35 by a known method such as thin film deposition.
  • the structural color particles 30C of the third embodiment by arranging the hollow particles 35 in the innermost layer of the particles, it is easy to obtain particles having a relatively large particle size. Further, since it is not necessary to form a large number of layers in order to increase the particle size, it is easy to manufacture the structural color particles 30C.
  • the multilayer structure in the color-developing layer 3 includes the structural color particles 30 (FIGS. 3 to 5 or FIG. 2 as a schematic structural diagram) according to any one of the above embodiments. It is formed as (Fig. 6).
  • Such large particles 37 can be obtained, for example, by a spray pyrolysis method. More specifically, first, a dispersion liquid in which the structural color particles 30 according to any one of the above embodiments are dispersed in an aqueous acrylic monomer solution is prepared, and this is atomized using an ultrasonic vibrator. Subsequently, the minute droplets obtained by atomization are introduced into a tube furnace and heated.
  • the size of the large particles 37 is defined by the size of the droplets formed during atomization, for example about 0.5 to 3 ⁇ m.
  • the large particles 37 of the fourth embodiment it is easy to obtain particles having a relatively large particle size by forming the large particles 37 containing a plurality of structural color particles 30.
  • the particle diameters of the structural color particles 30 according to the first, second, and third embodiments and the large particles 37 according to the fourth embodiment are not particularly limited, but are preferably 2 ⁇ m or more.
  • the structural color particles 30 or the large particles 37 can be subjected to a step of forming the color development layer 3 by painting as described later, but when the particle diameter is 2 ⁇ m or more, a uniform color development layer 3 can be easily obtained. Further, when applying the structural color particles 30 or the large particles 37 to coating, it is necessary to prepare a dispersion liquid in which the structural color particles 30 or the large particles 37 are dispersed in the liquid, and the above particle diameter is 2 ⁇ m or more. If there is, the redispersibility of the structural color particles 30 or the large particles 37 can be improved in the dispersion liquid. That is, the formation of the color-developing layer 3 can be facilitated as a whole.
  • the color-developing layer 3 exhibits a structural color by the action of the structural color particles 30.
  • the components other than the components having a wavelength of around 400 to 475 nm that the structural color particles 30 selectively reflect are transmitted through the color-developing layer 3.
  • the total light transmittance of the color developing layer 3 is about 60%.
  • the total light transmittance is a value measured by a method using a glass substrate on which the color-developing layer of the color-developing layer is deposited as a sample and a device composed of an integrating sphere and a photometer using a D65 light source.
  • the photoelectric conversion layer 5 is a layer having a photoelectric conversion function.
  • the photoelectric conversion layer 5 is provided so as to cover the undercoat layer 6, but the construction area thereof is slightly smaller than that of the insulating layer 4 and the undercoat layer 6. Therefore, the outer edge portion 5a of the photoelectric conversion layer 5 is covered with the insulating layer 4.
  • the photoelectric conversion layer 5 is formed by sandwiching a photoelectric conversion film 50, which is a photoelectric conversion element formed in a thin film, between a transparent electrode 51 and a back surface electrode 52, and is formed of the entire photoelectric conversion layer 5.
  • the thickness is around 200 ⁇ m.
  • the photoelectric conversion film 50 an organic thin film photoelectric conversion film, a perovskite photoelectric conversion film, a thin film silicon photoelectric conversion film, or the like can be used. Wiring (not shown) for extracting the electromotive force generated by the photoelectric conversion is connected to the transparent electrode 51 and the back surface electrode 52.
  • the photoelectric conversion film 50 receives light, a photoelectric effect is generated and an electromotive force is generated.
  • the electromotive force is taken out of the photopower generation device 1 through wiring connected to the transparent electrode 51 and the back surface electrode 52, and is used for driving electrical equipment such as lighting, or is stored in a storage battery or the like.
  • the clear layer 2 is a layer that plays a role of protecting the entire photovoltaic power generation device 1, and in the present embodiment, is a layer having a thickness of 30 to 80 ⁇ m provided so as to cover the entire color-developing layer 3.
  • the color development function and the power generation function of the photovoltaic power generation device 1 are carried by the color development layer 3 and the photoelectric conversion layer 5, respectively, and therefore, the function manifestation is that light such as sunlight reaches these layers. It becomes a condition for. Therefore, the clear layer 2 is provided with a function for making it easier for light to reach the color developing layer 3 and the photoelectric conversion layer 5.
  • the clear layer 2 may be, for example, a layer having water repellency.
  • the clear layer 2 has water repellency, it adheres to the clear layer 2 due to rain or the like and water droplets easily flow down, so that dust or the like contained in the water droplets does not easily adhere to the clear layer 2. This makes it possible to prevent the clear layer 2 from becoming dirty, which may prevent light from reaching the color developing layer 3 and the photoelectric conversion layer 5. More specifically, it is preferable that the clear layer satisfies at least one condition that the contact angle of water is 90 ° or more and the sliding angle of water is 10 ° or less.
  • Materials having such water repellency include resin-based materials such as fluororesins, silane coupling agents, urethane-based resins, epoxy-based resins, and silicon-based resins, and metal materials such as zinc oxide and magnesium, which are repellent. Examples thereof include those having a nanostructure that expresses water.
  • the clear layer 2 may be, for example, a layer having oil repellency. It is also effective for the clear layer 2 to have oil repellency in order to prevent the clear layer 2 from becoming dirty. More specifically, it is preferable that the clear layer satisfies at least one condition that the contact angle of the predetermined probe liquid is 90 ° or more and the sliding angle of the predetermined probe liquid is 10 ° or less.
  • the predetermined probe liquid is exemplified by methanol, ethanol, n-hexane, acetone, isopropyl alcohol and the like, from methanol, ethanol, n-hexane, acetone, and isopropyl alcohol, and a plurality of mixtures thereof. It can be one selected from the group of.
  • oil-repellent material examples include resin-based materials such as fluororesins, silane coupling agents, urethane-based resins, epoxy-based resins, and silicon-based resins, and metal materials such as zinc oxide and magnesium, which are repellent. Examples thereof include those having a nanostructure that expresses oiliness.
  • the clear layer 2 may be, for example, a layer having a self-repairing function.
  • the clear layer 2 When the clear layer 2 is scratched, light is diffusely reflected at the scratched portion to prevent the light from reaching the color developing layer 3 and the photoelectric conversion layer 5. Therefore, if the clear layer 2 has a self-repairing function, even if a scratch is generated on the clear layer 2, the light reaches the color-developing layer 3 and the photoelectric conversion layer 5 without taking measures to repair the scratch. The condition that hinders the problem is eliminated.
  • Materials having such a self-healing function include, for example, materials having a self-healing function due to physical action such as elastic deformation (polyester-based, polyether-based, and polycarbonate-based urethane resins, polymer alloys, etc.). , Materials having a self-repairing function by chemical action such as self-assembly of a polymer (polymer gel, etc.) and the like are exemplified.
  • the functions of the clear layer 2 illustrated above may be provided with a plurality of functions at the same time.
  • the clear layer 2 is made of a fluororesin, it has both water repellency and oil repellency at the same time.
  • the insulating layer 4 is a layer that plays a role of insulating the photoelectric conversion layer 5 that generates electromotive force from other layers, and is a layer having a thickness of 5 ⁇ m or more in this embodiment.
  • the photoelectric conversion layer 5 is provided slightly smaller than the insulating layer 4 and the undercoat layer 6, so that the insulating layer 4 covers the outer edge portion 5a of the photoelectric conversion layer 5.
  • the insulating layer 4 is preferably transparent or translucent.
  • transparent or translucent means that the haze value measured by a method using a measuring device such as a haze meter is 80% or less.
  • FIG. 3 schematically shows how light travels in the color developing layer 3, the insulating layer 4, and the photoelectric conversion layer 5.
  • the light (R 0 ) incident on the color-developing layer 3 travels inside the color-developing layer 3 (R 1 ). At this time, a part of the light is reflected and observed as a structural color (R 2 ).
  • the light transmitted through the color-developing layer 3 subsequently travels through the insulating layer 4 (R 3 ) and reaches the photoelectric conversion layer 5.
  • Some of the light reaching the photoelectric conversion layer 5 contributes to the photoelectric effect, part of it is reflected at the interface 42 between the insulating layer 4 and the photoelectric conversion layer 5 (R 4).
  • the reflected light (R 4 ) reaches the interface 41 between the insulating layer 4 and the color-developing layer 3, partly enters the inside of the color-developing layer 3, and partly is reflected at the interface 41 (R 5 ). .. In this way, reflection is repeated between the interface 41 and the interface 42, and most of the light transmitted through the color-developing layer 3 finally contributes to the photoelectric effect.
  • the insulating layer 4 is interposed between the color developing layer 3 and the photoelectric conversion layer 5, so that the photoelectric conversion efficiency is improved.
  • the relationship between the refractive index n 3 of the color-developing layer 3, the refractive index n 4 of the insulating layer 4 , and the refractive index n 5 of the photoelectric conversion layer 5 in which the thickness of the insulating layer 4 is 5 to 200 ⁇ m is determined. It is preferable that the conditions such as n 4 > n 3 and n 4 > n 5 or n 5 > n 4 > n 3 are satisfied. That is, it is recommended to select the material and the thickness constituting the insulating layer 4 so that such a condition is satisfied. Examples of the material forming the insulating layer 4 include silica, methyl vinyl, phenyl vinyl, phenyl methyl, and phenyl. Further, the insulating layer 4 may contain a light diffusing material.
  • the undercoat layer 6 is a layer that plays a role of binding the entire photovoltaic power generation device 1 to the wall surface panel W. In this embodiment, it is a layer made of EVA resin and having a thickness of 30 ⁇ m. The undercoat layer 6 may also serve to insulate the photoelectric conversion layer 5 from the wall surface panel W, impart fire resistance to the wall surface panel W, and the like. Examples of the material forming the undercoat layer 6 include synthetic resin emulsion-based, silicon epoxy-based, and acrylic-based paints.
  • Coating method according to the present embodiment includes a film forming step S10 described forming a coating film containing a color layer 3 and the photoelectric conversion layer 5 on the transfer film F 1, the surface of the wall panel W from the transfer film F 1 (paint object An example of the surface) includes a transfer step S20 for transferring the photopower generation device 1 (FIG. 4).
  • the reference regarding the vertical direction in this section is made by clearly indicating the reference in the vertical direction each time.
  • the coating film forming step S10 includes a clear layer forming step S11, a coloring layer forming step S12, a photoelectric conversion layer forming step S13, an insulating layer forming step S14, and a coating film raw fabric forming step S15 (FIG. 4).
  • the coating film forming step S10 is on the transfer film F 1, clear layer 2, color layer 3, a step of forming an insulating layer 4, and the photoelectric conversion layer 5.
  • the clear layer 2, the coloring layer 3, and the insulating layer 4 are all examples of the overlapping layer in the second coating method according to the present invention.
  • the clear layer forming step S11 is a step of forming the clear layer 2 on the transfer film F 1 , for example, a roll-to-roll coating device 7 as shown in FIG. 5 (hereinafter, simply referred to as “painting device 7”). Can be carried out using.
  • the roll transfer film F 1 to unwinding a roll 71 of the coating device 7 is installed, the transfer film F 1 unwound from the unwinding roll 71, while guided by the guide 72, and sends to the take-up roll 74.
  • the polytetrafluoroethylene dispersion liquid for forming the clear layer 2 is sprayed onto the transfer film F 1 from the inkjet nozzle 73 provided on the path through which the transfer film F 1 passes.
  • the film to be taken up by the take-up roll 74 is made into a film the clear layer 2 is formed on the transfer film F 1.
  • the transfer film F 1 is selected on the condition that it can be easily peeled off from the clear layer 2 in the transfer step S20 and can withstand loads such as heating, deformation, and pulling in the transfer step S20.
  • a film having a structure in which a release layer is formed on a substrate film can be used.
  • a polyester film, a polypropylene film, a polyethylene film, or the like can be used, and as the release layer, a fluororesin, a silicon resin, a wax resin, or the like can be used.
  • the method of forming the clear layer on the transfer film F 1 is not limited to the inkjet method as in the above example.
  • a method of depositing a material for forming the clear layer 2 a method of bonding the materials made of the film forming the clear layer 2 and the transfer film F 1, a method of using a coating apparatus such as a roll coater or a bar coater, etc. Applicable.
  • the color-developing layer forming step S12 is a step of further forming the color-developing layer 3 on the clear layer 2 side of the film in which the clear layer 2 is formed on the transfer film F 1 obtained in the clear layer forming step S11.
  • the color-developing layer forming step S12 can be carried out by the method using the coating apparatus 7 shown in FIG. 5 in the same manner as in the clear layer forming step S11.
  • the point that the film obtained in the clear layer forming step S11 is installed on the unwinding roll 71, and the material sprayed from the inkjet nozzle 73 is a UV curable resin such as structural color particles 30 (or large particles 37) and an acrylic monomer.
  • the clear layer forming step S11 is different in that the dispersion liquid is used. By this step, the film F 2 to the clear layer 2 and the coloring layer 3 are formed in this order is obtained on the transfer film F 1.
  • the clear layer forming step S11 and the coloring layer forming step S12 may be carried out in one step.
  • one inkjet nozzle may be added to the coating apparatus 7 shown in FIG. 5, and the formation of the clear layer 2 and the formation of the color-developing layer 3 may be continuously performed.
  • the photoelectric conversion layer forming step S13 A step of forming a photoelectric conversion layer 5 on the secondary transfer film F 3.
  • the photoelectric conversion layer forming step S13 can be carried out by the method using the coating apparatus 7 shown in FIG. 5 in the same manner as in the clear layer forming step S11.
  • the back electrode 52, the photoelectric conversion layer 50, and the transparent electrode 51 it is necessary to sequentially formed on the sub-transfer film F 3 in this order. Therefore, the back surface electrode 52, the photoelectric conversion film 50, and the transparent electrode 51 may be formed in one step as in the example in which the clear layer forming step S11 and the coloring layer forming step S12 are carried out in one step. ..
  • a film in which the photoelectric conversion layer 5 is formed on the sub-transfer film F 3 is obtained.
  • the sub-transfer film F 3 is a resin film selected on the condition that it is easily peeled off from the photoelectric conversion layer 5 in the coating film raw fabric forming step S15.
  • a film having a structure in which a release layer is formed on the substrate film can be typically used, and a material that can be used as the substrate film and the release layer. is the same as the transfer film F 1 also examples.
  • the materials of the sub-transfer film F 3 and the transfer film F 1 may be the same or different.
  • Insulating layer forming step S14 a step of further forming an insulating layer 4 in the photoelectric conversion layer 5 side of the film in which the photoelectric conversion layer 5 is formed on the secondary transfer film F 3 obtained by the photoelectric conversion layer forming step S13.
  • the insulating layer forming step S14 can be carried out by the method using the coating apparatus 7 shown in FIG. 5 in the same manner as in the clear layer forming step S11. By this step, a film F 4 in which the photoelectric conversion layer 5 and the insulating layer 4 are formed in this order on the sub-transfer film F 3 is obtained.
  • Coating MakuHara anti forming step S15 includes a film F 2 to the clear layer 2 on the transfer film F 1 obtained and coloring layers 3 are formed in this order in the color developing layer formation process S12, an insulating layer forming step S14 obtained as by-transfer film F 3 photoelectric conversion layer 5 on the insulating layer 4 is to remove by-transfer film F 3 in After bonding the film F 4 formed in this order, the transfer film F 1 above, the clear layer 2, color layer 3, the insulating layer 4, and the photoelectric conversion layer 5 is a step of obtaining a coating MakuHara anti film F 5 formed in this order (FIG. 6).
  • the coating film raw fabric forming step S15 can be carried out by using, for example, a bonding device 8 as shown in FIG.
  • the unwinding roll 81 and 82 respectively placed the film F 2, F 4, the film F 2, F 4 unwound from the respective unwinding roll, photoelectric conversion of the coloring layer 3 and the film F 4 of the film F 2
  • the layers 5 are bonded to each other so as to face each other, and then crimped with a crimping roll 83.
  • only the sub-transfer film F 3 is peeled off on the release roll 84, the coating film raw fabric film F 5 is wound on the take-up roll 85, and the sub-transfer film F 3 is taken up on the take-up roll 86.
  • the obtained coating film raw fabric film F 5 is subjected to the next transfer step S20. Incidentally, the sub-transfer film F 3 recovered is reused or discarded.
  • the transfer step S20 includes a preparation step S21, a preheating / suction step S22, a heating transfer / cooling step S23, and a peeling step S24 (FIG. 7).
  • the preparation step S21 is a step of installing the coating film raw fabric film F 5 and the wall surface panel W in the transfer chamber 9.
  • the wall panel W is installed with the surface (hereinafter referred to as the surface) on which the photovoltaic power generation device 1 should be formed facing up. At this time, the surface of the wall surface panel W is coated with the undercoat layer 6 in advance.
  • the coating film raw film F 5 is installed above the transfer chamber 9 with the photoelectric conversion layer 5 facing downward (wall panel W side).
  • Preheating-suction step S22 the coating MakuHara anti film F 5 together is brought into close contact with the wall panels W by vacuum transfer chamber 9, a step of preheating the internal by heating the transfer chamber 9. Since the air between the coating film raw fabric film F 5 and the wall surface panel W is sucked, the coating film raw fabric film F 5 is attracted toward the wall surface panel W, and the coating film raw fabric film F 5 is the wall surface panel W. Deforms along the shape of the surface of. Although the surface of the wall surface panel W is depicted as a flat surface in FIGS. 1 and 9 for simplicity, a coating film can be similarly formed even on a wall surface panel having irregularities on the surface.
  • the thermal transfer / cooling step S23 is a step of heating the transfer chamber 9 to fuse the wall surface panel W (undercoat layer 6) and the photoelectric conversion layer 5 and then cooling the entire surface.
  • the heating temperature determines the glass transition point and melting point of the transfer film F 1 , the glass transition point and melting point of each layer constituting the photopower generation device 1, the melting point (for the layer containing the polymer material), the heat resistance (for other layers), and the like. It can be decided in consideration.
  • the transfer chamber 9 When the transfer chamber 9 is depressurized in the preheating / suction step S22, the coating film raw fabric film F 5 is deformed to some extent along the shape of the surface of the wall surface panel W, but by heating in the heating transfer / cooling step S23, The deformation further progresses, and the air between the coating film raw fabric film F 5 and the wall surface panel W is substantially completely removed. Thus, close contact and a coating MakuHara anti film F 5 and the wall surface panel W. After that, the transfer chamber 9 is cooled.
  • the peeling step S24 is a step of peeling the transfer film F 1 from the coating film raw fabric film F 5 in close contact with the wall surface panel W. From thermal transfer and cooling reaction process S23 wall panel W which is brought into close contact with the coated MakuHara anti film F 5 in, when peeled only transfer film F 1 of the top layer, on the surface of the wall panel W, the undercoat layer 6, the photoelectric conversion The layer 5, the insulating layer 4, the coloring layer 3, and the clear layer 2 are formed in this order. That is, the photovoltaic power generation device 1 is formed on the surface of the wall surface panel W.
  • the configuration in which the photovoltaic power generation device 1 includes the clear layer 2, the color developing layer 3, the insulating layer 4, the photoelectric conversion layer 5, and the undercoat layer 6 has been described as an example.
  • the presence or absence of a clear layer, an insulating layer, and an undercoat layer is arbitrary.
  • the configuration in which the color-developing layer 3 includes the structural color particles 30 and the structural color particles 30 are spherical particles in which two types of layers having different refractive indexes are alternately laminated has been described as an example.
  • the color-developing layer can be implemented by any method as long as it exhibits a structural color.
  • the color-developing layer may be composed of a multilayer structure including at least two layers having different refractive indexes. In this case, the color of the color-developing layer can be controlled by selecting the refractive index and the thickness of each layer constituting the multilayer structure.
  • Materials that can be used for the multilayer structure include silica (SiO 2 , refractive index 1.44 to 1.50), zirconia (ZrO 2 , refractive index 2.13), titanium oxide (TiO 2 , refractive index 2.52). (Anatas), 2.72 (rutile)) and the like are exemplified. In addition, these materials may contain additives and may contain impurities. Further, when at least two kinds of the materials exemplified above are sequentially laminated by using a method such as vacuum vapor deposition or nanoimprint duplication, it is easy to control the thickness of each layer.
  • the color-developing layer 3 is provided so as to cover the entire photoelectric conversion layer 5
  • the color-developing layer may cover at least a part of the photoelectric conversion layer.
  • the configuration in which the total light transmittance of the color developing layer 3 is about 60% has been described as an example.
  • the total light transmittance of the color-developing layer is not particularly limited. However, when the total light transmittance of the color-developing layer is less than 70%, it is preferable that the color effect of the color-developing layer can be easily obtained.
  • the configuration in which the total light transmittance of the insulating layer 4 is 95% or more has been described as an example.
  • the total light transmittance of the insulating layer is not particularly limited. However, when it is 95% or more, it is preferable in that light easily reaches the photoelectric conversion layer and the amount of power generation tends to be large.
  • the configuration in which the insulating layer 4 covers the outer edge portion 5a of the photoelectric conversion layer 5 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to such a configuration, and when the insulating layer is provided, it may be provided in a manner that does not cover the outer edge portion of the photoelectric conversion layer.
  • the clear layer 2, the coloring layer 3, and the insulating layer 4 are exemplified as examples of the overlapping layer in the second coating method according to the present invention.
  • the superposed layer can be any layer superposed on the light incoming side of the photoelectric conversion layer.
  • the present invention can be used as a photovoltaic power generation device provided on, for example, a construction material such as a wall panel, an exterior of a vehicle such as a passenger car, a truck, or an agricultural machine.
  • Photoelectric power generation device 2 Clear layer 3: Color-developing layer 30: Structural color particles 31: Low refractive index layer 31a: First small particles 32: High refractive index layer 32a: Second small particles 33: Core particles 34: Multilayer particles 35: Hollow particles 36: Air layer 37: Large particles 4: Insulation layer 41: Interface between color-developing layer and insulation layer 42: Interface between insulation layer and photoelectric conversion layer 5: photoelectric conversion layer 5a: Outer edge of photoelectric conversion layer 50: Photoelectric conversion film 51: Transparent electrode 52: Backside electrode 6: Undercoat layer 7: Roll-to-roll coating device 71: Unwinding roll 72: Guide 73: Inkjet nozzle 74: Winding roll 8: Laminating device 81: Unwinding device Roll 82: Unwinding roll 83: Crimping roll 84: Peeling roll 85: Winding roll 86: Winding roll W: Wall panel S10: Coating film forming process S11: Clear layer forming process S12: Coloring layer forming process S13: Photoelectric conversion Layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

光電変換膜５０を有する光電変換層５と、光電変換層５を少なくとも部分的に覆う発色層３と、を備え、発色層３は構造色を呈する。

Description

光発電装置および塗装方法
　本発明は、光電変換層と発色層とを備える光発電装置、およびこれを塗膜として形成するための塗装方法に関する。
　近年、再生可能エネルギーを利用する観点から、太陽電池などの光発電装置が注目されている。現在汎用されている太陽電池パネルの構造としては、シリコン半導体により構成された光電変換素子を中心的な部材とし、当該光電変換素子を保護するカバーガラスなどの保護材が設けられたものが一般的である。
　上記のような一般的な太陽電池パネルは重量が大きく、典型的には一枚あたり約２０ｋｇである。この重量に起因して、設置時の施工性が悪いこと、および、建築物の屋根などに設置した場合に当該建築物への重量負荷が大きいこと、が課題である。また、太陽電池パネルの色は光電変換素子の色を反映した濃紺色や茶色などであることが典型的だが、これは、光電変換素子に光を届かせるべく光が透過する保護材を用いる必要があり、保護材に任意の色彩や模様などを付して光電変換素子の色を隠ぺいすることが難しいためである。これらの課題に起因して、太陽電池パネルの設置場所が限定される場合があった。
　上記の課題に対し、たとえば日本国特開２０２０－３２５４６号公報（特許文献１）には、図柄が付与されている太陽電池モジュール用の保護シートが開示されている。特許文献１の技術によれば、太陽電池モジュールに図柄を施すことができる。また、図柄を印刷する部位を密着層の内面にしてあることによって耐候性の付与に成功しており、長期間にわたって図柄を維持できる。また、国際公開第２０１９／１１６８５８号（特許文献２）には、可視光平均反射率が１０～１００％であり、近赤外光平均透過率が２０～１００％である太陽光発電モジュール用のカバーガラスが開示されている。すなわち、外観上の色彩に寄与する可視光を反射するとともに、太陽光発電に寄与する近赤外光を透過する構成とすることによって、外観上の色彩と発電とを両立できる。
日本国特開２０２０－３２５４６号公報 国際公開第２０１９／１１６８５８号（または米国特許出願公開第２０２０／０３１７５６３号明細書）
　しかし、特許文献１および２の技術においては顔料を用いて色彩や模様などを付与しているため、その退色を完全に防止できるわけではなかった。
　これらの課題に鑑みて、任意の色彩や模様などを付与するとともに、その退色を原理的に抑制した光発電装置の実現が求められる。
　本発明に係る光発電装置は、光電変換膜を有する光電変換層と、前記光電変換層を少なくとも部分的に覆う発色層と、を備え、前記発色層は構造色を呈することを特徴とする。
　この構成によれば、構造色を呈する発色層により光発電装置に色彩や模様などを付与できるので、当該構造色に寄与する微細構造が維持されている限り、原理的に退色が生じない。
　また、本発明に係る第一の塗装方法は、構造色を呈する発色層と、光電変換膜を有する光電変換層と、を備える塗膜を転写フイルム上に形成する塗膜形成工程と、前記転写フイルムから塗装対象面に前記塗膜を転写する転写工程と、を含むことを特徴とする。
　この構成によれば、構造色を呈する発色層により光発電装置に色彩や模様などを付与できるので、当該構造色に寄与する微細構造が維持されている限り、原理的に退色が生じない。また、光発電装置を塗膜として形成できるので、従来のパネル状の太陽電池に比べて非常に軽量な光発電装置を提供しうる。
　また、本発明に係る第二の塗装方法は、光電変換膜を有する光電変換層と、前記光電変換膜に重畳する重畳層と、を備える塗膜を転写フイルム上に形成する塗膜形成工程と、前記転写フイルムから塗装対象面に前記塗膜を転写する転写工程と、を含むことを特徴とする。
　この構成によれば、光電変換膜を含む多層構造を、比較的容易な方法で形成できる。
　以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記発色層は、屈折率が互いに異なる少なくとも二種の層を含む多層構造を、少なくとも部分的に有することが好ましい。
　この構成によれば、構造発色を呈する発色層を単純な構造により実装できる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記多層構造は、屈折率が互いに異なる少なくとも二種の層を含む粒子として存在することが好ましい。
　この構成によれば、構造発色を呈する多層構造を粒子状に形成してあるので、当該粒子を含む塗料を塗装するなどの簡易な方法により発色層を形成できる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記粒子において、前記多層構造は、第一の屈折率を有するコア粒子の周囲に形成されており、前記多層構造の各層は、前記第一の屈折率を有する第一小粒子を含む層と、第二の屈折率を有する第二小粒子を含む層と、が交互に形成されていることが好ましい。
　この構成によれば、粒子の最外層が凹凸を有するため、粒子の表面において光散乱が生じやすい。これによって、発色層の視野角依存性が低下しうる。また、粒子の表面において散乱した光の一部が光電変換層に到達しうるため、光電変換効率が上昇しうる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記粒子は、第一の屈折率を有するコア粒子と、前記コア粒子の周囲に配置された多層粒子と、を有し、前記多層粒子において、前記第一の屈折率を有する層と、第二の屈折率を有する層とが交互に形成されていることが好ましい。
　この構成によれば、粒子の最外層が不規則な凹凸を有するため、当該最外層において部分的な鏡面反射が生じうる。これによって、金属光沢に似た外観を発色層に付与でき、独特な意匠効果が得られうる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記粒子の中心部分に空気層が形成されていることが好ましい。
　この構成によれば、粒子の最内層に中空粒子を配置することによって、比較的大きな粒子径の粒子が得られやすい。また、粒子径を大きくするために多数の層を形成する必要がないため、粒子の製造が容易になりやすい。なお、粒子を大きくすることによって、均一な発色層が得られやすく、かつ、粒子の分散液の再分散性が向上するため、総じて発色層を形成しやすくなる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、複数の前記粒子を内包している大粒子を有することが好ましい。
　この構成によれば、複数の粒子を内包する大粒子を形成することによって、比較的大きな粒子径の粒子（大粒子）が得られやすい。なお、粒子（大粒子）を大きくすることによって、均一な発色層が得られやすく、かつ、粒子（大粒子）の分散液の再分散性が向上するため、総じて発色層を形成しやすくなる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記発色層は、前記光電変換層の全体を覆うことが好ましい。
　この構成によれば、光電変換層を発色層で完全に隠蔽できるので、任意の色彩を付与しやすい。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記発色層の全光線透過率は７０％未満であることが好ましい。
　この構成によれば、発色層の色を視認しやすいので、色彩効果が高まりやすい。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記光電変換層と前記発色層との間に、絶縁層が介在していることが好ましい。
　この構成によれば、光電変換層を好適に保護しうる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記絶縁層は、透明または半透明であることが好ましい。
　この構成によれば、光電変換層に光が到達しやすくなるので、発電量が大きくなりやすい。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記絶縁層中に光拡散材を有することが好ましい。
　この構成によれば、発色層を経て、各波長が決まった角度に分離された状態を再集結させ、光電変換膜に対して散乱した光を当てうるので、光電変換膜の角度依存性を無視することができ、発電量が大きくなりやすい。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記絶縁層は、前記光電変換層の外縁部を覆うことが好ましい。
　この構成によれば、光電変換層を好適に保護しうる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記発色層を少なくとも部分的に覆うクリア層をさらに備えることが好ましい。
　この構成によれば、発色層および光電変換層を好適に保護しうる。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記クリア層は、水の接触角が９０°以上、水の滑落角が１０°以下、所定のプローブ液体の接触角が９０°以上、および、前記プローブ液体の滑落角が１０°以下、の少なくとも一つを満たすことが好ましい。
　この構成によれば、発色層および光電変換層に光が到達することを妨げる汚れを防ぎうるので、色彩効果および発電量を維持しやすい。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記クリア層は、自己修復機能を有することが好ましい。
　この構成によれば、発色層および光電変換層に光が到達することを妨げる傷がひとりでに修復されるので、色彩効果および発電量を維持しやすい。
　本発明に係る光発電装置は、一態様として、前記光電変換膜は、有機薄膜光電変換膜、ペロブスカイト光電変換膜、および薄膜シリコン光電変換膜からなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。
　この構成によれば、光発電装置の厚さを薄くしやすいので、施工対象物の形状に追随させやすくなるとともに、重量を低減できる。
　本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
光発電装置の構造および使用状態の例を示す断面模式図である。 構造色粒子の概略構造を示す断面模式図である。 構造色粒子の第一の実施形態を示す断面模式図である。 構造色粒子の第二の実施形態を示す断面模式図である。 構造色粒子の第三の実施形態を示す断面模式図である。 構造色粒子の第四の実施形態を示す断面模式図である。 光発電装置における光の進み方を示す模式図である。 塗装方法の手順を示すフロー図である。 ロールトゥロール塗装装置を用いたクリア層形成工程などを示す図である。 塗膜原反形成工程を示す図である。 転写工程を示す図である。
　本発明に係る光発電装置および塗装方法の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る光発電装置を、建築物の外壁に設置される壁面パネルＷ上に設けられた光発電装置１に適用した例について説明する。
〔光発電装置の構成〕
　本実施形態に係る光発電装置１は、複数の層を備える膜状の装置である。図１に示すように、使用状態の光発電装置１は、壁面パネルＷを塗装する塗膜のような態様で設置される。なお、本項「光発電装置の構成」における以下の説明では、光発電装置１を構成する各層の位置関係について、図１に示した使用状態を基準として、壁面パネルＷから遠い側を「上」または「上層」といい、壁面パネルＷに近い側を「下」または「下層」という。
　図１に示すように、光発電装置１は、上層から順に、クリア層２、発色層３、絶縁層４、光電変換層５、および下塗り層６を備える。光発電装置１に太陽光などの光が照射されると、照射された光の一部を反射して特定の発色を呈する発色機能（発色層３による。）と、光電変換を行って起電力を生じる発電機能（光電変換層５による。）とを同時に発現する。以下の説明では、光発電装置１の主たる機能を担う発色層３および光電変換層５について説明したのちに、その他の付加的な層について説明する。
（発色層）
　発色層３は、発色機能を担う層である。本実施形態では、発色層３は、光電変換層５（ならびに絶縁層４および下塗り層６）の全体を覆うように設けられている。本実施形態における発色層３は、ビヒクル中に構造色粒子３０が分散した厚さ３μｍ以上の層である。ここで、ビヒクルとしては、油脂類、天然樹脂、合成樹脂（たとえば、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂）などの公知のビヒクルを用いることができる。
　構造色粒子３０は、屈折率が互いに異なる二種の層（低屈折率層３１および高屈折率層３２）が交互に積層された球状の粒子である。図２には、構造色粒子３０の概略構造を示す断面模式図を示している。本実施形態では、低屈折率層３１はシリカ（ＳｉＯ２、屈折率約１．４４～１．５０）からなり、高屈折率層３２は酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率約２．５２）からなる。低屈折率層３１および高屈折率層３２の厚さは、いずれも約７５ｎｍ以下である。
　構造色粒子３０に光が当たると、低屈折率層３１と高屈折率層３２との界面で光の反射が起こる。このとき、低屈折率層３１と高屈折率層３２との交互積層構造による干渉作用により、低屈折率層３１および高屈折率層３２の屈折率および厚さによって決定づけられる特定の波長の成分の反射率が選択的に大きくなる。これによって、構造色粒子３０を含む発色層３は、当該特定の波長に対応する色を呈する。本実施形態では、波長４００～４７５ｎｍ付近の成分を選択的に反射し、青色を呈する。このような原理で発現する色を構造色という。
　低屈折率層３１および高屈折率層３２の屈折率および厚さは、発色したい構造色の色を考慮して適宜選択されうる。すなわち、光発電装置１を設置する場所（本実施形態では壁面パネルＷ）に付与したい所望の色彩が得られるように、低屈折率層３１および高屈折率層３２の屈折率（材料）を選択するとともに、その厚さを制御すればよい。低屈折率層３１および高屈折率層３２に使用されうる材料としては、シリカ（ＳｉＯ２、屈折率１．４４～１．５０）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２、屈折率１．３８）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ3、屈折率１．６０）、ジルコニア（ＺｒＯ２、屈折率２．１３）、酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．５２）、二酸化タンタル（ＴaＯ２、屈折率１．９７）などが例示される。なお、これらの材料は添加剤を含んでもよいし、不純物を含みうる。また、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic layer deposition）を用いて上記に例示した材料の少なくとも二種類を積層させると、各層の厚さを制御しやすい。
　第一の実施形態の構造色粒子３０Ａ（図３）は、コア粒子３３の周囲に高屈折率層３２と低屈折率層３１とが交互に形成された構造を有する。コア粒子３３は、低屈折率層３１と同様に、シリカ（屈折率１．４４～１．５０（第一の屈折率の例））により形成されており、その粒子径は約２００ｎｍである。低屈折率層３１は、シリカ製の第一小粒子３１ａを含む層として形成されている。同様に、高屈折率層３２は、酸化チタン（屈折率約２．５２（第二の屈折率の例））製の第二小粒子３２ａを含む層として形成されている。第一小粒子３１ａおよび第二小粒子３２ａの粒子径は、いずれも約７０ｎｍである。構造色粒子３０Ａの粒子径は、たとえば約０．５～３μｍである。
　構造色粒子３０Ａを製造する際は、まず、コア粒子３３、第一小粒子３１ａ、および第二小粒子３２ａを、それぞれ別々に製造する。コア粒子３３、第一小粒子３１ａ、および第二小粒子３２ａのそれぞれは、いずれも単一材料からなる粒子であり、公知の方法により製造できる。次に、コア粒子３３に対して第二小粒子３２ａを付着させて高屈折率層３２を形成し、続いて第一小粒子３１ａを付着させて低屈折率層３１を形成する。以降、第二小粒子３２ａと第一小粒子３１ａとを順次積層し、構造色粒子３０Ａの粒子径が所望の粒子径になった時点で構造色粒子３０Ａの製造を終了する。
　第一の実施形態に係る構造色粒子３０Ａは、特に最外層が凹凸を有するため、構造色粒子３０Ａの表面において光散乱が生じやすい。これによって、構造色粒子３０Ａを用いて形成される発色層３の視野角依存性が低下しうる。また、構造色粒子３０Ａの表面において散乱した光の一部が光電変換層５に到達しうるため、光電変換効率が上昇しうる。
　第二の実施形態の構造色粒子３０Ｂ（図４）では、コア粒子３３の周囲に、複数の多層粒子３４が配置されている。多層粒子３４において、低屈折率層３１と高屈折率層３２とが交互に形成されている。かかる多層粒子３４は、たとえば、基板上にシリカと酸化チタンとを交互に蒸着して形成した多層構造体を、基板から剥離した後に粉砕する方法によって製造できる。多層粒子３４の粒子径は特に限定されないが、たとえば０.5～3μｍでありうる。なお、コア粒子３３の製造方法は第一の実施形態と同様であり、コア粒子３３の周囲に多層粒子３４を配置する方法は、吸着などの公知の方法を利用できる。
　第二の実施形態に係る構造色粒子３０Ｂは、特に最外層が不規則な凹凸を有するため、当該最外層において部分的な鏡面反射が生じうる。これによって、金属光沢に似た外観を発色層３に付与でき、独特な意匠効果が得られうる。
　第三の実施形態の構造色粒子３０Ｃ（図５）は、酸化チタン製の中空粒子３５の表面にシリカ製の低屈折率層３１が形成された構造を有する。中空粒子３５の内部には空気層３６が形成されており、中空粒子３５の実体部分（酸化チタン製）は高屈折率層３２として機能する。中空粒子３５の粒子径は約０．５～３μｍであり、内部に形成されている空気層３６の直径は約１０ｎｍである。また、低屈折率層３１の厚さは約４０～７０ｎｍである。中空粒子３５は、公知の方法によって製造されうる。また、低屈折率層３１は、蒸着などの公知の方法によって中空粒子３５上に形成されうる。
　第三の実施形態の構造色粒子３０Ｃでは、粒子の最内層に中空粒子３５を配置することによって、比較的大きな粒子径の粒子が得られやすい。また、粒子径を大きくするために多数の層を形成する必要がないため、構造色粒子３０Ｃの製造が容易になりやすい。
　第四の実施形態では、発色層３における多層構造が、上記のいずれかの実施形態に係る構造色粒子３０（図３～図５、または概略構造図としての図２）を内包する大粒子３７として形成されている（図６）。かかる大粒子３７は、たとえば噴霧熱分解法によって得られうる。より具体的には、まず、上記のいずれかの実施形態に係る構造色粒子３０をアクリルモノマー水溶液中に分散させた分散液を調製し、超音波振動子を用いてこれを霧化する。続いて、霧化により得られた微小な液滴を管状炉に導入し、これを加熱する。このとき、液滴から水分が蒸発し、かつアクリルモノマーの重合が進行して、構造色粒子３０が内包されたアクリル樹脂製の大粒子３７が得られる。大粒子３７の大きさは、霧化時に形成される液滴の大きさによって規定され、たとえば約０．５～３μｍである。
　第四の実施形態の大粒子３７では、複数の構造色粒子３０を内包する大粒子３７を形成することによって、比較的大きな粒子径の粒子が得られやすい。
　第一、第二、および第三の実施形態に係る構造色粒子３０、および第四の実施形態に係る大粒子３７の粒子径は、特に限定されないが、２μｍ以上であることが好ましい。構造色粒子３０または大粒子３７は、後述するように塗装により発色層３を形成する工程に供されうるところ、上記の粒子径が２μｍ以上であると、均一な発色層３が得られやすい。また、構造色粒子３０または大粒子３７を塗装に適用するにあたり、構造色粒子３０または大粒子３７を液中に分散させた分散液を調製する必要があるところ、上記の粒子径が２μｍ以上であると、当該分散液中において構造色粒子３０または大粒子３７の再分散性が向上しうる。すなわち、総じて発色層３の形成が容易になりうる。
　発色層３は、構造色粒子３０の作用によって構造色を呈する。一方、発色層３に入射した光のうち構造色粒子３０が選択的に反射する波長４００～４７５ｎｍ付近の成分の他は、発色層３を透過する。本実施形態においては、発色層３の全光線透過率は、６０％程度である。なお、当該全光線透過率は、発色層の発色層を堆積させたガラス基板をサンプルとし、Ｄ６５光源を用いて積分球と測光器とによって構成される装置を用いる方法により測定した値である。
（光電変換層）
　光電変換層５は、光電変換機能を担う層である。本実施形態では、光電変換層５は、下塗り層６を覆うように設けられているが、その施工面積は、絶縁層４および下塗り層６よりわずかに小さい。そのため、光電変換層５の外縁部５ａは絶縁層４により覆われている。
　本実施形態では、光電変換層５は、薄膜状に形成された光電変換素子である光電変換膜５０を、透明電極５１と裏面電極５２とで挟んで形成されており、光電変換層５全体の厚さは２００μｍ前後である。光電変換膜５０としては、有機薄膜光電変換膜、ペロブスカイト光電変換膜、薄膜シリコン光電変換膜などを使用できる。なお、透明電極５１および裏面電極５２には、光電変換により生じた起電力を取り出すための配線（不図示）が接続されている。
　クリア層２、発色層３、および絶縁層４を透過した光は、光電変換層５（光電変換膜５０）に到達する。光電変換膜５０が受光すると光電効果が生じ、起電力が発生する。当該起電力は、透明電極５１および裏面電極５２に接続された配線を通じて光発電装置１の外に取り出され、照明などの電気設備の駆動に用いられるか、または、蓄電池などに蓄積される。
（クリア層）
　クリア層２は、光発電装置１の全体を保護する役割を果たす層であり、本実施形態においては発色層３の全体を覆うように設けられた厚さ３０～８０μｍの層である。前述のように、光発電装置１の発色機能および発電機能は、それぞれ発色層３および光電変換層５により担われており、したがってこれらの層に太陽光などの光が到達することが機能発現のための条件となる。そこで、クリア層２には、発色層３および光電変換層５に光が到達しやすくするための機能が付与される。
　クリア層２は、たとえば撥水性を有する層でありうる。クリア層２が撥水性を有すると、雨などによりクリア層２に付着して水滴が流れ落ちやすいため、当該水滴に含まれる埃などがクリア層２に付着しにくい。これによって、発色層３および光電変換層５に光が到達することを妨げうるクリア層２の汚れを防ぎうる。より具体的には、クリア層が、水の接触角が９０°以上、および、水の滑落角が１０°以下、の少なくとも一つの条件を満たすことが好ましい。このような撥水性を有する材料としては、フッ素系樹脂、シランカップリング剤、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂などの樹脂系材料や、酸化亜鉛やマグネシウムなどの金属材料であって撥水性を発現するナノ構造を有するもの、などが例示される。
　また、クリア層２は、たとえば撥油性を有する層でありうる。クリア層２が撥油性を有することも、クリア層２の汚れを防ぐために有効である。より具体的には、クリア層が、所定のプローブ液体の接触角が９０°以上、および、所定のプローブ液体の滑落角が１０°以下、の少なくとも一つの条件を満たすことが好ましい。ここで、所定のプローブ液体は、メタノール、エタノール、ｎ－ヘキサン、アセトン、イソプロピルアルコールなどが例示され、メタノール、エタノール、ｎ－ヘキサン、アセトン、およびイソプロピルアルコール、ならびにこれらのうちの複数の混合物、からなる群から選択される一つでありうる。上記のような撥油性を有する材料としては、フッ素系樹脂、シランカップリング剤、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂などの樹脂系材料や、酸化亜鉛やマグネシウムの金属材料であって撥油性を発現するナノ構造を有するもの、などが例示される。
　さらに、クリア層２は、たとえば自己修復機能を有する層でありうる。クリア層２に傷が生じると、当該傷の部分で光が乱反射して、発色層３および光電変換層５に光が到達することを妨げうる。そこで、クリア層２が自己修復機能を有すると、仮にクリア層２に傷が生じたとしても、当該傷を修復する措置を施すことなく、発色層３および光電変換層５に光が到達することを妨げる状態が解消される。このような自己修復機能を有する材料としては、たとえば、弾性変形などの物理的な作用による自己修復機能を有する材料（ポリエステル系、ポリエーテル系、およびポリカーボネート系のウレタン樹脂、ポリマーアロイ、など）や、高分子の自己組織化などの化学的な作用による自己修復機能を有する材料（ポリマーゲルなど）などが例示される。
　なお、上記に例示したクリア層２の機能は、複数を同時に備えていてもよい。たとえば、クリア層２がフッ素系樹脂により形成されていると、撥水性と撥油性とを同時に有する。
（絶縁層）
　絶縁層４は、起電力を生じる光電変換層５を他の層と絶縁する役割を果たす層であり、本実施形態では厚さ５μｍ以上の層である。前述のように、本実施形態では光電変換層５が絶縁層４および下塗り層６よりわずかに小さく設けられているので、絶縁層４は光電変換層５の外縁部５ａを覆っている。なお、絶縁層４は透明または半透明であることが好ましい。ここで、透明または半透明とは、ヘーズメーターなどの測定機器を用いる方法により測定したヘーズ値が８０％以下であることを意味する。
　図３に、発色層３、絶縁層４、および光電変換層５における光の進み方を模式的に示した。発色層３に入射した光（Ｒ０）は、発色層３の内部を進む（Ｒ１）。このとき光の一部は反射されて構造色として観察される（Ｒ２）。一方、発色層３を透過した光は続いて絶縁層４の中を進み（Ｒ３）、光電変換層５に達する。光電変換層５に達した光の一部は光電効果に寄与するが、一部は絶縁層４と光電変換層５との界面４２で反射される（Ｒ４）。反射された光（Ｒ４）は、絶縁層４と発色層３との界面４１に到達し、一部は発色層３の内部に進入し、一部は界面４１で反射される（Ｒ５）。このように、界面４１と界面４２との間で反射を繰り返し、発色層３を透過した光の大部分が、最終的に光電効果に寄与する。このように、発色層３と光電変換層５との間に絶縁層４が介在していることによって、光電変換効率が向上する。具体的には、絶縁層４の厚さが５～２００μｍである、発色層３の屈折率ｎ３、絶縁層４の屈折率ｎ４、および光電変換層５の屈折率ｎ５の関係が、ｎ４＞ｎ３かつｎ４＞ｎ５である、または、ｎ５＞ｎ４＞ｎ３である、などの条件が満たされることが好ましい。すなわち、このような条件が満たされるように、絶縁層４を構成する材料および厚さを選択することが推奨される。なお、絶縁層４を形成する材料としては、シリカ、メチルビニル、フェニルビニル、フェニルメチル、フェニルなどが例示される。また、絶縁層４は光拡散材を含んでいてもよい。
（下塗り層）
　下塗り層６は、光発電装置１の全体を壁面パネルＷに結着する役割を果たす層である。本実施形態では、ＥＶＡ樹脂製の厚さ３０μｍの層である。なお、下塗り層６は、光電変換層５を壁面パネルＷと絶縁する役割、壁面パネルＷに耐火性を付与する役割、などを果たす層でもありうる。下塗り層６を形成する材料としては、合成樹脂エマルション系、シリコンエポキシ系、アクリル系の塗料などが例示される。
〔光発電装置を形成する塗装方法〕
　次に、壁面パネルＷ上に光発電装置１を形成する塗装方法について説明する。本実施形態に係る塗装方法は、発色層３および光電変換層５を含む塗膜を転写フイルムＦ１上に形成する塗膜形成工程Ｓ１０と、転写フイルムＦ１から壁面パネルＷの表面（塗装対象面の例）に光発電装置１を転写する転写工程Ｓ２０と、を含む（図４）。なお、本項「光発電装置を形成する塗装方法」における上下方向に関する言及は、上下方向の基準を都度明示して行う。たとえば、「転写フイルムＦ１上に」の記載は、転写フイルムＦ１を基準として近位側を「下」とし、遠位側を「上」とすることを意味する。前項「光発電装置の構成」とは上下方向の意味が異なる場合があることに注意されたい。
（塗膜形成工程）
　塗膜形成工程Ｓ１０は、クリア層形成工程Ｓ１１、発色層形成工程Ｓ１２、光電変換層形成工程Ｓ１３、絶縁層形成工程Ｓ１４、および塗膜原反形成工程Ｓ１５を有する（図４）。概略すると、塗膜形成工程Ｓ１０は、転写フイルムＦ１上に、クリア層２、発色層３、絶縁層４、および光電変換層５を形成する工程である。なおここで、クリア層２、発色層３、および絶縁層４は、いずれも、本発明に係る第二の塗装方法における重畳層の例である。
　クリア層形成工程Ｓ１１は、転写フイルムＦ１上にクリア層２を形成する工程であっって、たとえば図５に示すようなロールトゥロール塗装装置７（以下、単に「塗装装置７」という。）を用いて実施できる。塗装装置７の巻出しロール７１に転写フイルムＦ１のロールを設置し、巻出しロール７１から巻き出した転写フイルムＦ１を、ガイド７２により案内しながら、巻取りロール７４に送る。このとき転写フイルムＦ１が通過する経路上に設けられたインクジェットノズル７３から、転写フイルムＦ１に対して、クリア層２を形成するためのポリテトラフルオロエチレン分散液を噴霧する。これによって、巻取りロール７４に巻き取られるフイルムは、転写フイルムＦ１上にクリア層２が形成されたフイルムになる。
　ここで、転写フイルムＦ１は、転写工程Ｓ２０においてクリア層２から剥離しやすいこと、ならびに、転写工程Ｓ２０における加熱、変形、引っ張りなどの負荷に耐えうること、などを条件として選択される樹脂フイルムである。転写フイルムＦ１としては、典型的には基材フイルム上に剥離層が形成された構造のフイルムを用いることができる。ここで、基材フイルムとしては、ポリエステル製フイルム、ポリプロピレン製フイルム、ポリエチレン製フイルムなどを用いることができ、剥離層としては、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、ワックス系樹脂などを用いることができる。
　なお、転写フイルムＦ１上にクリア層を形成する方法は、上記の例のようなインクジェット方式に限定されない。たとえば、クリア層２を形成する材料を蒸着する方法、クリア層２を形成する材料製のフイルムと転写フイルムＦ１とを貼り合わせる方法、ロールコーターやバーコーターなどの塗装装置を用いる方法、などを適用できる。
　発色層形成工程Ｓ１２は、クリア層形成工程Ｓ１１で得た転写フイルムＦ１上にクリア層２が形成されたフイルムのクリア層２側にさらに発色層３を形成する工程である。発色層形成工程Ｓ１２は、クリア層形成工程Ｓ１１と同様に図５に示した塗装装置７を用いる方法などにより実施できる。ただし、巻出しロール７１にクリア層形成工程Ｓ１１で得られたフイルムを設置する点、および、インクジェットノズル７３から噴霧する材料を、構造色粒子３０（または大粒子３７）およびアクリルモノマーなど紫外線硬化樹脂の分散液とする点がクリア層形成工程Ｓ１１異なる。この工程により、転写フイルムＦ１上にクリア層２と発色層３とがこの順で形成されたフイルムＦ２が得られる。
　なお、クリア層形成工程Ｓ１１および発色層形成工程Ｓ１２を一工程で実施してもよい。たとえば、図５に示した塗装装置７にインクジェットノズルを一基追加し、クリア層２の形成と発色層３の形成とを続けて行うようにしてもよい。
　光電変換層形成工程Ｓ１３は、副転写フイルムＦ３上に光電変換層５を形成する工程である。光電変換層形成工程Ｓ１３は、クリア層形成工程Ｓ１１と同様に図５に示した塗装装置７を用いる方法などにより実施できる。ただし、光電変換層形成工程Ｓ１３においては、裏面電極５２、光電変換膜５０、および透明電極５１を、この順で副転写フイルムＦ３上に順次形成する必要がある。そのため、上記のクリア層形成工程Ｓ１１および発色層形成工程Ｓ１２を一工程で実施する例のように、裏面電極５２、光電変換膜５０、および透明電極５１を一工程で形成するようにしてもよい。この工程により、副転写フイルムＦ３上に光電変換層５が形成されたフイルムが得られる。
　ここで、副転写フイルムＦ３は、塗膜原反形成工程Ｓ１５において光電変換層５から剥離しやすいことなどを条件として選択される樹脂フイルムである。副転写フイルムＦ３としては、転写フイルムＦ１と同様に、典型的には基材フイルム上に剥離層が形成された構造のフイルムを用いることができ、基材フイルムおよび剥離層として用いうる材料の例についても転写フイルムＦ１と同様である。なお、副転写フイルムＦ３と転写フイルムＦ１との材料は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
　絶縁層形成工程Ｓ１４は、光電変換層形成工程Ｓ１３で得た副転写フイルムＦ３上に光電変換層５が形成されたフイルムの光電変換層５側にさらに絶縁層４を形成する工程である。絶縁層形成工程Ｓ１４は、クリア層形成工程Ｓ１１と同様に図５に示した塗装装置７を用いる方法などにより実施できる。この工程により、副転写フイルムＦ３上に光電変換層５と絶縁層４とがこの順で形成されたフイルムＦ４が得られる。
　塗膜原反形成工程Ｓ１５は、発色層形成工程Ｓ１２で得られた転写フイルムＦ１上にクリア層２と発色層３とがこの順で形成されたフイルムＦ２と、絶縁層形成工程Ｓ１４で得られた副転写フイルムＦ３上に光電変換層５と絶縁層４とがこの順で形成されたフイルムＦ４とを貼り合わせたのちに副転写フイルムＦ３を除去して、転写フイルムＦ１上に、クリア層２、発色層３、絶縁層４、および光電変換層５がこの順で形成された塗膜原反フイルムＦ５を得る工程である（図６）。塗膜原反形成工程Ｓ１５は、たとえば図８に示すような貼り合わせ装置８を用いて実施できる。巻出しロール８１、８２に、それぞれフイルムＦ２、Ｆ４を設置し、それぞれの巻出しロールから巻き出したフイルムＦ２、Ｆ４を、フイルムＦ２の発色層３とフイルムＦ４の光電変換層５とを互いに対向させて貼り合わせたのちに、圧着ロール８３で圧着する。その後、剥離ロール８４において副転写フイルムＦ３のみを剥離し、塗膜原反フイルムＦ５を巻取りロール８５に巻き取るとともに、副転写フイルムＦ３を巻取りロール８６に巻き取る。得られた塗膜原反フイルムＦ５は、次の転写工程Ｓ２０に供される。なお、回収された副転写フイルムＦ３は再利用または廃棄される。
（転写工程）
　転写工程Ｓ２０は、準備工程Ｓ２１、予熱・吸引工程Ｓ２２、加熱転写・冷却工程Ｓ２３、および剥離工程Ｓ２４を有する（図７）。
　準備工程Ｓ２１は、塗膜原反フイルムＦ５と壁面パネルＷとを転写チャンバ９に設置する工程である。壁面パネルＷは、光発電装置１を形成するべき面（以下、表面という。）を上にして設置する。なおこのとき、壁面パネルＷの表面には、あらかじめ下塗り層６を塗布してある。塗膜原反フイルムＦ５は、光電変換層５の側を下側（壁面パネルＷ側）に向けて、転写チャンバ９の上方に設置する。
　予熱・吸引工程Ｓ２２は、転写チャンバ９を減圧して塗膜原反フイルムＦ５を壁面パネルＷに密着させるとともに、転写チャンバ９を加熱して内部を予熱する工程である。塗膜原反フイルムＦ５と壁面パネルＷとの間の空気が吸引されるため、塗膜原反フイルムＦ５が壁面パネルＷの方に引き寄せられ、塗膜原反フイルムＦ５が壁面パネルＷの表面の形状に沿って変形する。なお、図１および図９では簡単のため壁面パネルＷの表面を平面として描写しているが、表面に凹凸を有する壁面パネルであっても、同様に塗膜を形成できる。
　加熱転写・冷却工程Ｓ２３は、転写チャンバ９を加熱して壁面パネルＷ（下塗り層６）と光電変換層５とを融着させたのちに、全体を冷却する工程である。加熱温度は、転写フイルムＦ１のガラス転移点および融点や、光発電装置１を構成する各層のガラス転移点および融点（高分子材料を含む層について）または耐熱性（その他の層について）などを考慮して決定されうる。予熱・吸引工程Ｓ２２において転写チャンバ９を減圧したときに、塗膜原反フイルムＦ５が壁面パネルＷの表面の形状に沿ってある程度変形するが、加熱転写・冷却工程Ｓ２３において加熱することで、当該変形が一層進行し、塗膜原反フイルムＦ５と壁面パネルＷとの間の空気が実質的に完全に除去される。これによって、塗膜原反フイルムＦ５と壁面パネルＷとが密着する。その後、転写チャンバ９を冷却する。
　剥離工程Ｓ２４は、壁面パネルＷに密着した塗膜原反フイルムＦ５から転写フイルムＦ１を剥離する工程である。加熱転写・冷却工程Ｓ２３において塗膜原反フイルムＦ５を密着させた壁面パネルＷから、最上層の転写フイルムＦ１のみを剥離すると、壁面パネルＷの表面の上に、下塗り層６、光電変換層５、絶縁層４、発色層３、およびクリア層２がこの順で形成された状態になる。すなわち、壁面パネルＷの表面の上に光発電装置１が形成される。
〔その他の実施形態〕
　最後に、本発明に係る光発電装置および塗装方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
　上記の実施形態では、光発電装置１がクリア層２、発色層３、絶縁層４、光電変換層５、および下塗り層６を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、クリア層、絶縁層、および下塗り層の有無は任意である。
　上記の実施形態では、発色層３が構造色粒子３０を含み、構造色粒子３０は屈折率が互いに異なる二種の層が交互に積層された球状の粒子である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、発色層は構造色を呈する限度において任意の方法で実装されうる。たとえば、屈折率が互いに異なる少なくとも二種の層を含む多層構造によって発色層を構成してもよい。この場合、当該多層構造を構成する各層の屈折率および厚さの選択によって、発色層の色彩を制御しうる。当該多層構造に使用されうる材料としては、シリカ（ＳｉＯ２、屈折率１．４４～１．５０）、ジルコニア（ＺｒＯ２、屈折率２．１３）、酸化チタン（ＴｉＯ２、屈折率２．５２（アナタース）、２．７２（ルチル））などが例示される。なお、これらの材料は添加剤を含んでもよいし、不純物を含みうる。また、真空蒸着やナノインプリント複製などの方法を用いて上記に例示した材料の少なくとも二種類を順次積層させると、各層の厚さを制御しやすい。
　上記の実施形態では、発色層３が光電変換層５の全体を覆うように設けられている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、発色層は、光電変換層を少なくとも部分的に覆っていればよい。
　上記の実施形態では、発色層３の全光線透過率が６０％程度である構成を例として説明した。しかし、発色層の全光線透過率は特に限定されない。ただし、発色層の全光線透過率が７０％未満であると、発色層の色彩効果が得られやすい点で好ましい。
　上記の実施形態では、絶縁層４の全光線透過率が９５％以上である構成を例として説明した。しかし、絶縁層の全光線透過率は特に限定されない。ただし、９５％以上であると、光電変換層に光が到達しやすくなり発電量が大きくなりやすい点で好ましい。
　上記の実施形態では、絶縁層４が光電変換層５の外縁部５ａを覆っている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されず、絶縁層を設ける場合、光電変換層の外縁部を覆わない態様で設けてもよい。
　上記の実施形態では、本発明に係る第二の塗装方法における重畳層の例として、クリア層２、発色層３、および絶縁層４を例示した。しかし、重畳層は、光電変換層の入光側に重畳して形成される任意の層でありうる。
　その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
　本発明は、たとえば、壁面パネルなどの建設資材、乗用車、トラック、農機などの車両の外装、などに設ける光発電装置として利用できる。
　１　　　：光発電装置
　２　　　：クリア層
　３　　　：発色層
　３０　　：構造色粒子
　３１　　：低屈折率層
　３１ａ　：第一小粒子
　３２　　：高屈折率層
　３２ａ　：第二小粒子
　３３　　：コア粒子
　３４　　：多層粒子
　３５　　：中空粒子
　３６　　：空気層
　３７　　：大粒子
　４　　　：絶縁層
　４１　　：発色層と絶縁層との界面
　４２　　：絶縁層と光電変換層との界面
　５　　　：光電変換層
　５ａ　　：光電変換層の外縁部
　５０　　：光電変換膜
　５１　　：透明電極
　５２　　：裏面電極
　６　　　：下塗り層
　７　　　：ロールトゥロール塗装装置
　７１　　：巻出しロール
　７２　　：ガイド
　７３　　：インクジェットノズル
　７４　　：巻取りロール
　８　　　：貼り合わせ装置
　８１　　：巻出しロール
　８２　　：巻出しロール
　８３　　：圧着ロール
　８４　　：剥離ロール
　８５　　：巻取りロール
　８６　　：巻取りロール
　Ｗ　　　：壁面パネル
　Ｓ１０　：塗膜形成工程
　Ｓ１１　：クリア層形成工程
　Ｓ１２　：発色層形成工程
　Ｓ１３　：光電変換層形成工程
　Ｓ１４　：絶縁層形成工程
　Ｓ１５　：塗膜原反形成工程
　Ｓ２０　：転写工程
　Ｓ２１　：準備工程
　Ｓ２２　：吸引工程
　Ｓ２３　：冷却工程
　Ｓ２４　：剥離工程
　Ｆ１　　：転写フイルム
　Ｆ２　　：発色層形成工程後のフイルム
　Ｆ３　　：副転写フイルム
　Ｆ４　　：絶縁層形成工程後のフイルム
　Ｆ５　　：塗膜原反フイルム
 

Claims (19)

  1. 　光電変換膜を有する光電変換層と、
    　前記光電変換層を少なくとも部分的に覆う発色層と、を備え、
    　前記発色層は構造色を呈する光発電装置。
  2. 　前記発色層は、屈折率が互いに異なる少なくとも二種の層を含む多層構造を、少なくとも部分的に有する請求項１に記載の光発電装置。
  3. 　前記多層構造は、屈折率が互いに異なる少なくとも二種の層を含む粒子として存在する請求項２に記載の光発電装置。
  4. 　前記粒子において、前記多層構造は、第一の屈折率を有するコア粒子の周囲に形成されており、
    　前記多層構造の各層は、前記第一の屈折率を有する第一小粒子を含む層と、第二の屈折率を有する第二小粒子を含む層と、が交互に形成されている請求項３に記載の光発電装置。
  5. 　前記粒子は、第一の屈折率を有するコア粒子と、前記コア粒子の周囲に配置された多層粒子と、を有し、
    　前記多層粒子において、前記第一の屈折率を有する層と、第二の屈折率を有する層とが交互に形成されている請求項３に記載の光発電装置。
  6. 　前記粒子の中心部分に空気層が形成されている請求項３に記載の光発電装置。
  7. 　複数の前記粒子を内包している大粒子を有する請求項３に記載の光発電装置。
  8. 　前記発色層は、前記光電変換層の全体を覆う請求項１～７のいずれか一項に記載の光発電装置。
  9. 　前記発色層の全光線透過率は７０％未満である請求項１～８のいずれか一項に記載の光発電装置。
  10. 　前記光電変換層と前記発色層との間に、絶縁層が介在している請求項１～９のいずれか一項に記載の光発電装置。
  11. 　前記絶縁層は、透明または半透明である請求項１０に記載の光発電装置。
  12. 　前記絶縁層中に光拡散材を有する請求項１０または１１に記載の光発電装置。
  13. 　前記絶縁層は、前記光電変換層の外縁部を覆う請求項１０～１２のいずれか一項に記載の光発電装置。
  14. 　前記発色層を少なくとも部分的に覆うクリア層をさらに備える請求項１～１３のいずれか一項に記載の光発電装置。
  15. 　前記クリア層は、水の接触角が９０°以上、水の滑落角が１０°以下、所定のプローブ液体の接触角が９０°以上、および、前記プローブ液体の滑落角が１０°以下、の少なくとも一つを満たす請求項１４に記載の光発電装置。
  16. 　前記クリア層は、自己修復機能を有する請求項１４または１５に記載の光発電装置。
  17. 　前記光電変換膜は、有機薄膜光電変換膜、ペロブスカイト光電変換膜、および薄膜シリコン光電変換膜からなる群から選択される少なくとも一つを含む請求項１～１６のいずれか一項に記載の光発電装置。
  18. 　構造色を呈する発色層と、光電変換膜を有する光電変換層と、を備える塗膜を転写フイルム上に形成する塗膜形成工程と、
    　前記転写フイルムから塗装対象面に前記塗膜を転写する転写工程と、を含む塗装方法。
  19. 　光電変換膜を有する光電変換層と、前記光電変換膜に重畳する重畳層と、を備える塗膜を転写フイルム上に形成する塗膜形成工程と、
    　前記転写フイルムから塗装対象面に前記塗膜を転写する転写工程と、を含む塗装方法。
     
PCT/JP2021/019311 2020-06-04 2021-05-21 光発電装置および塗装方法 WO2021246197A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021532973A JPWO2021246197A1 (ja) 2020-06-04 2021-05-21

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-097546 2020-06-04
JP2020097546 2020-06-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021246197A1 true WO2021246197A1 (ja) 2021-12-09

Family

ID=78830969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/019311 WO2021246197A1 (ja) 2020-06-04 2021-05-21 光発電装置および塗装方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2021246197A1 (ja)
WO (1) WO2021246197A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005120148A (ja) * 2003-10-14 2005-05-12 Nittetsu Mining Co Ltd 光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法および光干渉性多層膜被覆粉体
JP2006527779A (ja) * 2003-06-17 2006-12-07 チバ　スペシャルティ　ケミカルズ　ホールディング　インコーポレーテッド コア材料および少なくとも１層の誘電体層を含む顔料の製造方法
JP2012077147A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Lintec Corp 撥水シート
JP2014532299A (ja) * 2011-09-14 2014-12-04 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＥｖｏｎｉｋ Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ 引掻き又は摩耗損傷後の自己修復表面特性を有する、屋外使用のためのポリマー材料
CN104409536A (zh) * 2014-12-08 2015-03-11 常州天合光能有限公司 用于建筑内部装饰的彩色光伏组件及其制备方法
WO2016013481A1 (ja) * 2014-07-24 2016-01-28 日東電工株式会社 ベンゾトリアゾール構造を有する蛍光色素化合物および高分子蛍光色素化合物、ならびに、それを用いた波長変換型封止材組成物
JP2017098432A (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 日立化成株式会社 太陽電池モジュール
JP2018137323A (ja) * 2017-02-21 2018-08-30 次世代化学材料評価技術研究組合 光発電装置
JP2019197880A (ja) * 2018-05-08 2019-11-14 北京漢能太陽光投資有限公司 ソーラーモジュール

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006527779A (ja) * 2003-06-17 2006-12-07 チバ　スペシャルティ　ケミカルズ　ホールディング　インコーポレーテッド コア材料および少なくとも１層の誘電体層を含む顔料の製造方法
JP2005120148A (ja) * 2003-10-14 2005-05-12 Nittetsu Mining Co Ltd 光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法および光干渉性多層膜被覆粉体
JP2012077147A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Lintec Corp 撥水シート
JP2014532299A (ja) * 2011-09-14 2014-12-04 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＥｖｏｎｉｋ Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ 引掻き又は摩耗損傷後の自己修復表面特性を有する、屋外使用のためのポリマー材料
WO2016013481A1 (ja) * 2014-07-24 2016-01-28 日東電工株式会社 ベンゾトリアゾール構造を有する蛍光色素化合物および高分子蛍光色素化合物、ならびに、それを用いた波長変換型封止材組成物
CN104409536A (zh) * 2014-12-08 2015-03-11 常州天合光能有限公司 用于建筑内部装饰的彩色光伏组件及其制备方法
JP2017098432A (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 日立化成株式会社 太陽電池モジュール
JP2018137323A (ja) * 2017-02-21 2018-08-30 次世代化学材料評価技術研究組合 光発電装置
JP2019197880A (ja) * 2018-05-08 2019-11-14 北京漢能太陽光投資有限公司 ソーラーモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021246197A1 (ja) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106415334B (zh) 太阳能光伏组件
CN105873760B (zh) 透明层状元件
CN102474999B (zh) 用于形成光学透明的导电金属或金属合金薄膜的方法以及由其制成的膜
US20110259419A1 (en) Solar cell with an improved pigmented dielectric reflector
US8541106B2 (en) Glass article provided with photocatalyst film
CN101681937A (zh) 提供有改进的电极层的透明基底
CN103814325A (zh) 光控制面板
KR101771757B1 (ko) 광전 변환 장치용 커버 유리 및 그 제조 방법
WO2013191092A1 (ja) 反射防止構造体及び表示装置
TW201220327A (en) Transparent conductive film and touch panel
CN1451029A (zh) 色移的含碳干涉颜料
TW200900357A (en) Composite particle and uses thereof
JP2023169164A (ja) 太陽電池
JP4430402B2 (ja) ガラス基板およびその製造方法
CN102503168A (zh) 镀有三层增透膜的太阳能电池封装玻璃及其制备方法
AU2010276770A1 (en) Composite particle, composition for forming coating membrane, printing ink, coating material composition, coated article, and resin film with attached coating membrane
WO2021246197A1 (ja) 光発電装置および塗装方法
JP2004012657A (ja) 反射防止フィルム
JP3521316B2 (ja) 超微粒子膜及びその形成方法
TW201736868A (zh) 光學體以及玻璃材
US20120097243A1 (en) Dye sensitized solar cell with improved optical characteristics
JP2015049462A (ja) 光学反射フィルム、およびそれを用いた光学反射体
CN115004385A (zh) 具有结构化盖板和滤色层的彩色板状组件
Sahoo et al. Superhydrophobic antireflective polymer coatings with improved solar cell efficiency
JP4685685B2 (ja) 被覆基材及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021532973

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21818305

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21818305

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1